硅藻土复合吸附剂制备及对重金属离子吸附性能

发布时间：2023-02-12 08:13

　　硅藻土(Diatomaceous Earth)主要由古代硅藻的遗骸沉积而成,继承了硅藻的多孔性、多级孔径分布等特点,化学稳定性好、比表面积大、吸附性能强。随着研究热度的增加,人们逐渐认识到硅藻土的潜在价值并致力将硅藻土应用到改善逐渐恶化的生态环境方面例如治理重金属污染问题。但目前我国丰富的硅藻土资源的应用还处在初级阶段,资源利用附加值较低。因此,开发硅藻土在环保方面的应用不仅可以提高硅藻土的利用价值,对于保护地球、净化人类生存环境等也具有重大意义。本论文分析了不同矿区硅藻土的特点,进行初期的改性处理,根据所应用领域选取杂质少、品级高的土样作为基本原料,开发用于解决环境污染的复合材料。提出了一种两步化学法用二氧化锰对硅藻土进行表面改性,以硅藻土(以下简称DE)、葡萄糖、高锰酸钾等为原料,制成复合吸附剂MnO2@DE。采用X射线衍射法、扫描电子显微镜法、透射电子显微镜法以及红外光谱法等对硅藻土原土以及制备的复合材料进行了分析表征。静态吸附实验中,采用等离子体发射光谱仪测试铅离子浓度。实验证明MnO2@DE可有效去除水体中的Pb(Ⅱ),讨论了不同吸附条件对吸附效果的影响。获得如下研究结果：1...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 硅藻土概述
        1.1.1 硅藻土的结构及特征
        1.1.2 国内外硅藻土开发利用现状及研究进展
    1.2 重金属废水处理现状研究
        1.2.1 重金属铅污染现状
        1.2.2 解决重金属铅污染的主要方法及优缺点
    1.3 硅藻土在处理水污染方面的研究进展
        1.3.1 硅藻土处理重金属污染研究进展
        1.3.2 硅藻土处理染料污染废水研究进展
        1.3.3 硅藻土处理有机物污染废水研究进展
    1.4 研究的目的、内容及意义
        1.4.1 选题依据及研究目的
        1.4.2 研究内容及研究意义
第2章 实验原料及研究方法
    2.1 实验原料
        2.1.1 提纯硅藻土的方法
        2.1.2 本研究采用的硅藻土
    2.2 复合吸附剂的制备方法
    2.3 吸附实验研究方法
    2.4 实验试剂
    2.5 实验仪器
    2.6 样品分析及表征方法
        2.6.1 X射线衍射(XRD)
        2.6.2 扫描电子显微镜(FE-SEM)
        2.6.3 透射电子显微镜(HR-TEM)
        2.6.4 氮气吸附全自动比表面积和孔径分析仪
        2.6.5 吸放湿性能评价系统
        2.6.6 等离子体发射光谱仪
        2.6.7 傅里叶转换红外光谱仪
        2.6.8 DSC404F3差示扫描量热仪
第3章 复合吸附剂的制备及表征
    3.1 引言
    3.2 两步化学法制备MnO₂@DE
    3.3 MnO₂@DE吸附剂的结构、形貌表征
        3.3.1 XRD图谱分析
        3.3.2 FE-SEM图像及形貌分析
        3.3.3 HR-TEM图像及EDS成分分析
        3.3.4 ICP-MS分析测试负载前后样品中Mn的含量
        3.3.5 FTIR光谱分析
        3.3.6 BET比表面积及氮气吸附脱附等温曲线
    3.4 本章小结
第4章 复合吸附剂对Pb(Ⅱ)的吸附实验研究
    4.1 吸附实验方法
        4.1.1 吸附实验
        4.1.2 铅离子吸附率
        4.1.3 单位质量吸附剂吸附Pb²⁺量
    4.2 硅藻土经MnO₂改性前后吸附效果对比
    4.3 硅藻土经MnO₂改性前后吸附Pb(Ⅱ)的吸附等温线
    4.4 吸附反应时间对吸附效果的影响
    4.5 溶液中Pb(Ⅱ)初始浓度对吸附效果的影响
    4.6 初始溶液pH值对吸附效果的影响
        4.6.1 不同pH值对吸附效果的影响
        4.6.2 通过pH值动态变化探讨MnO₂@DE对Pb(Ⅱ)的吸附机制
    4.7 MnO₂@DE吸附剂投放量对吸附效果的影响
    4.8 Mn的负载率对吸附效果的影响
    4.9 MnO₂@DE吸附剂抗干扰能力
    4.10 MnO₂@DE对Pb²⁺的动态吸附
    4.11 本章小结
第5章 结论
参考文献
致谢



本文编号：3740724